升压还是降压更好?

电器工程 电源 降压 促进
2022-01-07 12:45:24

我正在用一台中档 PIC 驱动的旧 PC 风扇(4 针 PWM)制作焊锡烟雾提取器。

风扇需要 12V @ max 0.28A 的电源和 5V PWM @ max 5mA 来控制 RPM。所以我将在 5V 下运行 PIC,因此我需要 5V 和 12V 可用。我认为与风扇相比,PIC 不会消耗太多功率,即使我也计划安装一个 IR 接近传感器,这样当我的手移向我正在焊接的任何东西时,我可以提高风扇速度,然后在我受够了。

我还没有决定是使用壁式疣还是电池,但想知道可用选项的优缺点。

所以,作为一个例子,我假设我可以用一个 5V 的壁式电源为系统供电,并使用一个直流升压转换器为风扇提供 12V 的电压。

或者,我可以用 12V 壁式电源为系统供电,并使用直流降压转换器为 PIC 等提供 5V 电压。

除了零件的成本和可用性之外,还有哪些标准可以决定采用哪种方式?这是一个一次性的个人项目,因此商业考虑不太重要(尽管仍然很有趣),我认为可能存在我不知道的实际问题(例如电源轨之间的噪声,效率?)。

有人可以让我了解这些决定是如何做出的吗?

2个回答

对于此应用,降压或升压转换器将是多余的。您最好的选择可能是使用 12v 电源,然后使用线性稳压器将其单独降至 5V。便宜,零件少,很可能您已经拥有的零件,等等。

使用线性稳压器降低电压会根据流经稳压器的电流和电压下降产生热量。这应该不是问题,因为 PIC 可能不会消耗太多电流。

然而,一种简单的“欺骗”方法来降低电压,使稳压器不会产生大的电压降,即在稳压器之前串联一个或多个二极管,并使用它们将电压降低 ~.7v 至1.4v 每个取决于二极管。对于 5v 稳压器,将电压降至 7v 应该没问题,并为稳压器的压降留出足够的空间。同样,简单的设计和零件,您可能很容易从货架上找到,甚至可以从旧东西中抢救出来。

干杯

如果 5V 系统是低电流(即 10s 的 mA,正如人们预期的那样,PIC MCU 并没有做太多事情),即使是 12V 至 5V 的线性稳压器也可以为电子设备供电,然后是逻辑电平 -由 PIC GPIO 驱动的栅极 MOSFET,通过 12V 电源驱动风扇的低侧驱动,应该可以正常工作(我建议也为风扇切换电源,而不仅仅是依靠其 PWM 输入信号来控制它 - 不是所有具有内置 PWM 速度控制的风扇(与实际对风扇的电源输入进行 PWM 控制不同)都可以一直控制到零速度)。

另一方面,如果其他 5V 电路将您的电流推高到,比如说,> 100mA,而您正在降低 7V,即 700mW 或更多,那么需要处理的热量并不是微不足道的,可能需要散热器,这是增加的成本和尺寸。在这种情况下,电子设备的降压开关可能更可取。特别是如果您的 MCU 是纯数字的(不需要模拟功能),那么提供 5V @ 100mA 和 100mVpp 噪声的相对便宜且嘈杂的降压开关可能是可以接受的。凭借 80-90% 的降压开关效率,在如此低的电流下,您只需要最便宜和最轻电流能力的开关元件。

作为一般规则,如果你有选择的话,降压总比升压好 - 而在这里你确实有选择。该风扇消耗近 4 瓦 (12V * ~0.3A),因此从升压转换器的 5V 电源获得 12V(效率也将在 80-90% 左右)意味着 5V 电源需要近 1.0 安培,这从制造的角度来看,这是一种更昂贵的电源选择——变压器、桥式整流器、电感器和具有更高额定电流的 MOSFET 等。这还不错,只是与 12V 供电的选项相比并不理想。